Skip to Main Content

Usługi badawcze w sieci VIA CARPATIA

Uslugi Badawcze

Nazwa Badania
Projektowanie systemów wbudowanych w układach FPGA / SoC i mikrokontrolerów
Techniki
• Badanie nad tworzeniem nowych modeli strukturalnych FSM i metod ich syntezy: Analiza i rozwój innowacyjnych struktur Maszyn Stanów Skończonych (FSM) oraz opracowywanie efektywnych metod ich projektowania. Badanie to ma na celu zwiększenie wydajności i funkcjonalności systemów wbudowanych poprzez optymalizację ich struktury logicznej. • Badanie nad tworzeniem sprzężonych modeli FSM i metod ich syntezy: Eksploracja zaawansowanych modeli FSM, które uwzględniają wzajemne zależności między różnymi komponentami systemu wbudowanego. Celem jest opracowanie metod syntezy, które pozwolą na projektowanie bardziej złożonych i zintegrowanych systemów wbudowanych. • Badanie nad tworzeniem metod syntezy szybkich FSM: Opracowywanie technik projektowania FSM o zoptymalizowanej wydajności czasowej, skupiając się na minimalizacji opóźnień w przetwarzaniu sygnałów. Badanie to dąży do zwiększenia szybkości reakcji systemów wbudowanych, co jest kluczowe w aplikacjach wymagających przetwarzania w czasie rzeczywistym. • Badanie nad tworzeniem modeli strukturalnych odpornych na uszkodzenia FSM: Rozwój modeli FSM, które zachowują funkcjonalność nawet w przypadku wystąpienia awarii lub uszkodzeń sprzętowych. To badanie koncentruje się na zwiększeniu niezawodności systemów wbudowanych poprzez implementację mechanizmów redundancji i samonaprawy. • Opracowanie metod przeniesienia algorytmów uczena maszynowego (m.in. sztucznych sieci neuronowych) do zastosowań na sprzęcie o mocno ograniczonych zasobach (mikrokontrolerach)
Aparatura
• Dydaktyczne wersje systemów projektowych Quartus i Vivado oraz systemów modelowania ModelSim i Questa; • Autorski pakiet oprogramowania ZUBR - Pakiet oprogramowania do syntezy systemów cyfrowych na bazie programowalnych układów logicznych; Zawiera implementację proponowanych nowych technologii, metod i algorytmów ; • Platforma DE1-SoC Board: Terasic - SoC (zbudowany na bazie układu FPGA EP2C20 z rodziny Cyclone II): Zestawy DE-weloperskie firmy TerasIC; Zestawy ewaluacyjne dla układów PLD firmy Altera;
Normy
Jeśli system wbudowany musi spełniać określone normy, badania mogą być wykonane w zewnętrznych laboratoriach. Istotne z punktu widzenia układów opartych na FPGA mogą być: • Badania kompatybilności elektromagnetycznej (EMC): Przeprowadzanie testów emisji i odporności elektromagnetycznej urządzenia FPGA zgodnie z normami EN 61000. Celem jest zapewnienie, że urządzenie nie generuje szkodliwych zakłóceń i jest odporne na zewnętrzne zaburzenia elektromagnetyczne. • Badania bezpieczeństwa elektrycznego: Testowanie urządzenia pod kątem bezpieczeństwa użytkowania, zgodnie z normami takimi jak EN 60950 lub EN 62368. Obejmuje to analizę ryzyka porażenia prądem, przegrzania i innych zagrożeń elektrycznych. • Badania zgodności radiowej: Dla urządzeń z funkcjonalnością bezprzewodową, przeprowadzanie testów zgodności z Dyrektywą RED, w tym badanie widma radiowego i efektywności wykorzystania częstotliwości. Celem jest zapewnienie, że urządzenie działa w dozwolonych pasmach i nie zakłóca pracy innych systemów radiowych.
Uczelnia
Politechnika Białostocka
Kontakt
Katedra Mediów Cyfrowych i Grafiki Komputerowej, Wydział Informatyki prof. dr hab. inż. Valery Salauyou, pok. WA-139, tel. 516 038 349, e-mail: v.salauyou@pb.edu.pl; dr inż. Adam Klimowicz, pok. WA-132, tel. 85 746 91 60, e-mail: a.klimowicz@pb.edu.pl;
Opis
Projektowanie systemów wbudowanych w układach FPGA (field programmable gate array) i SoC (system on chip) ma szczególne znaczenie w projektowaniu nie tylko całych urządzeń, ale i poszczególnych części systemów wbudowanych tj. urządzenia obliczeniowe, systemy i urządzenia sterujące, bloki pamięci, procesory, układy cyfrowego przetwarzania sygnałów, czy podsystemy synchronizacji. Świadczona usługa umożliwia optymalizację dotychczasowych rozwiązań w zakresie zajmowanej powierzchni, kosztu realizacji, szybkości działania lub wydajności, czy odporności na uszkodzenia spowodowane wiązkami laserowymi i impulsami elektromagnetycznymi. Nie bez znaczenia pozostaje również pobór mocy, który w dobie aktualnych trendów dbałości o środowisko powinien być utrzymywany na relatywnie niskim poziomie. Świadczona usługa badawcza realizowana jest w sposób kompleksowy, począwszy od opracowania ogólnej struktury systemu wbudowanego, poprzez wybór odpowiedniej architektury do jego realizacji, opisu urządzeń i systemów wbudowanych w językach opisu sprzętu przy ich syntezie i symulacji, opracowaniu algorytmów sterowania logicznego po tworzenie jednostek testowych i ich optymalizację w celu zwiększenia odporności na błędy i ogólnej wydajności oraz minimalizację zajmowanej powierzchni i zużycia energii.
Slowa Kluczowe
projektowanie, synteza, modelowanie, symulacja, system wbudowany, mikrokontrolery, mikrokomputery, programowalna macierz bramek (field programmable gate array - FPGA), system na chipie (system on chip - SoC), automat skończony (finite state machine - FSM), powierzchnia (koszt implementacji), szybkość działania, wydajność (performance), pobór mocy (power consumption), odporność na błędy (fault tolerance), urządzenie obliczeniowe, system sterowania, układ sterująca, blok pamięci, procesor, cyfrowe przetwarzanie sygnału (digital signal processing – DSP), filtr cyfrowy, podsystem synchronizacji, algorytmiczna maszyna stanów (algorithmic state machine - ASM), algorytmiczna maszyna stanów ze ścieżką danych (algorithmic state machine with datapath - ASMD), automat skończony ze ścieżką danych (finite state machine with datapath - FSMD).

Informacje o projekcie

Stopka
Minister Nauki

Zadanie finansowane w ramach zlecenia
Ministra Nauki pod nazwą "Politechniczna Sieć VIA CARPATIA im. Prezydenta RP Lecha Kaczyńskiego" w latach 2022-2025

MNiSW
Wersja: 0.1b Właścicielem i administratorem danych zawartych w bazie danych są uczelnie: Politechnika Rzeszowska, Politechnika Lubelska oraz Politechnika Białostocka. Zaprojektowanie witryny: Paweł Kuraś, Krzysztof Demidowski, Veronika Vanivska
Built with using Oracle APEX