|
|
Metodologie pro návrh číslicových obvodů se zvýšenou spolehlivostí
Straka, Martin ; Gramatová, Elena (oponent) ; Racek, Stanislav (oponent) ; Kotásek, Zdeněk (vedoucí práce)
Práce představuje alternativní metodiku k již existujícím technikám pro návrh číslicových systémů se zvýšenou spolehlivostí implementovaných do obvodů FPGA a doplňuje některé nové vlastnosti při realizaci a testování těchto systémů. Práce se opírá o využití částečné dynamické rekonfigurace obvodu FPGA při návrhu systémů odolných proti poruchám, kde může být částečná rekonfigurace využita jako mechanizmus pro opravu a zotavení systému po výskytu poruchy. Práce nejprve představuje obecné principy diagnostiky, testování a spolehlivosti číslicových systémů včetně stručného popisu programovatelných obvodů FPGA a jejich architektury. Dále pokračuje přehledem současných metod a technik při návrhu a implementaci systémů odolných proti poruchám do obvodů FPGA, kde jsou popsány zejména techniky z oblasti detekce a lokalizace poruch, opravy a posuzování kvality návrhu. Nejdůležitější částí práce je popis metodiky pro návrh, implementaci a testování systémů odolných proti poruchám, která byla vytvořena pro obvody FPGA, jejichž konfigurační paměť je založena na pamětech typu SRAM. Nejprve je prezentována technika pro vytváření a automatizované generování hlídacích obvodů pro číslicové systémy a komunikační protokoly v FPGA, následně je prezentovaná referenční architektura spolehlivého systému implementovaného do FPGA včetně několika odolných architektur využívajících principu částečné dynamické rekonfigurace jako mechanizmu opravy a zotavení po výskytu poruchy. Dále je popsán způsob řízení rekonfiguračního procesu a testovací platforma pro snadné testovaní a ověření kvality systémů odolných proti poruchám implementovaných dle navržené metodiky. V závěru jsou diskutovány experimentální výsledky a přínos práce.
|
|
| |
|
|
Physically-based Modeling and Simulation
Dvořák, Radim ; Racek, Stanislav (oponent) ; Šujanský,, Milan (oponent) ; Zbořil, František (vedoucí práce)
The thesis deals with the modeling of air pollution transportation and dispersion processes in the atmosphere, more precisely with the numerical approaches to solve such models. The modeling of air pollution has a great importance for prediction of the contaminations and it helps with understanding of the process and with elimination of its consequences. The models which are described by partial differential equations, namely advection-diffusion equations, and thus they can be solved by numerous analytical/numerical methods are in the scope of the thesis. In particular, well known method of lines (MoL) and several models based on it together with the possibility to accelerate the computation are studied in the first half of the work. It is shown that MoL approach is still suitable for many concrete models and it has a great potential for parallelization on graphics cards. Quite young ELLAM method and its application to solved atmospheric advection-diffusion equations is the second objective. A concrete form of ELLAM method and its proposed adaptation approaches are evaluated and it is shown that it overcomes the current state of the art methods in many cases.
|
|
|
Využití infračervené spektrometrie v rámci Hasičského záchranného sboru
Racek, Stanislav ; Vávrová, Milada (oponent) ; Čáslavský, Josef (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na využití infračervené spektrometrie u Hasičského záchranného sboru ČR. K této práci byl využit nový mobilní spektrometr True Defender FT firmy Ahura, zapůjčený z Institutu ochrany obyvatelstva Lázně Bohdaneč. Cílem práce bylo seznámit se s tímto přístrojem a s jeho možnostmi při identifikaci neznámých látek. Experimentální část byla zaměřena na ověření možností tohoto přístroje pomoci sady modelových vzorků, která vychází z reálných situací řešených příslušníky Hasičského záchranného sboru. V závěru práce jsou porovnány možnosti využití mobilního infračerveného spektrometru True Defender FT a dalšího mobilního přístroje z výzbroje HZS - Ramanova spektrometru First Defender.
|
|
|
Methodology for Fault Tolerant Systems Design into Limited Implementation Area in FPGA
Mičulka, Lukáš ; Racek, Stanislav (oponent) ; Vlček, Karel (oponent) ; Kotásek, Zdeněk (vedoucí práce)
The work presents a methodology of fault tolerant system design into an FPGA with the ability of the transient fault and the permanent fault mitigation. The transient fault mitigation is done by the partial dynamic reconfiguration. The mitigation of a certain number of permanent faults is based on using a specific fault tolerant architecture occupying less resources than the previosly used one and excluding the faulty part of the FPGA from further use. This inovative technique is based on the precompiled configurations stored in an external memory. To reduce the required space for a partial bitstream the relocation technique is used.
|
|
|
Metodika návrhu synchronizace a obnovy stavu systému odolného proti poruchám
Szurman, Karel ; Fišer, Petr (oponent) ; Racek, Stanislav (oponent) ; Vlček, Karel (oponent) ; Kotásek, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato disertační práce představuje metodiku vytvořenou pro návrh synchronizace a obnovy stavu systému odolného proti poruchám. Metoda synchronizace stavu navržená podle popsané metodiky umožňuje opravit stav paměťových prvků systému, které jsou implementovány v aplikační logické vrstvě číslicového návrhu v FPGA a jejichž hodnoty nelze opravit částečnou dynamickou rekonfigurací. Vytvořená metodika popisuje možné způsoby návrhu metod synchronizace s ohledem na granularitu TMR, závislost funkce systému na předchozích stavech a samotné architektuře číslicového systému. Metodika se blíže zaměřuje na hrubozrnné architektury TMR a problematiku synchronizace stavu v systémech řízených stavovými automaty nebo procesorem. V této práci je využití vytvořené metodiky předvedeno na návrhu metod synchronizace stavu pro systém řadiče sběrnice CAN odolného proti poruchám a zabezpečený systém mikrokontroléru NEO430. Při experimentálním ověření mechanismů opravy a obnovy stavu systému po poruše byla ověřena jak správná funkce systémů, tak jejich spolehlivost v přítomnosti simulovaných poruch typu SEU. V závěru práce jsou diskutovány dosažené experimentální výsledky a přínos práce.
|
|
|
Metodika aplikace testu obvodu založená na identifikaci testovatelných bloků
Herrman, Tomáš ; Plíva, Zdeněk (oponent) ; Racek, Stanislav (oponent) ; Kotásek, Zdeněk (vedoucí práce)
Dizertační práce se zabývá analýzou číslicových obvodů popsaných na úrovni meziregistrových přenosů. Je v ní zahrnuta pouze problematika související s testovatelností obvodových datových cest, řadičem ovládajícím tok dat těmito cestami se nezabývá. Stěžejní částí práce je návrh konceptu testovatelného bloku (TB), pomocí něhož se obvod rozdělí na části, jež jsou plně testovatelné přes jejich vstupy a výstupy, přes takzvané hraniční registry bloku nebo primární vstupy/výstupy. Přínosem nové metodiky je také redukce počtu registrů v řetězci scan, do něhož jsou zařazeny pouze hraniční registry. Segmentací obvodu dosáhneme také zjednodušení generování testu rozdělením tohoto problému na více menších částí. Navržená metodika pro identifikaci TB v číslicovém obvodu využívá dvou vybraných evolučních algoritmů operujících na formálním modelu obvodu na úrovni RT.
|
|
|
Variability of Execution Environments for Component-based Systems
Malohlava, Michal ; Bureš, Tomáš (vedoucí práce) ; Racek, Stanislav (oponent) ; Duchien, Laurence (oponent)
Znovu použitelnost je jedním ze základních pilířů softwarového inženýrství. Tato vlastnost umožňuje vyvíjet systémy nejen rychleji ale také s menším úsilím. Proto tato dizertační práce zkoumá limity znovu použitelnosti v rámci komponentových systémů. Na základě analýzy současných komponentových systémů nachází jejich společné vlastnosti a rozdíly. Dosažené poznatky shrnuje do návrhu meta-komponentového systému - softwarové výrobní linky pro přípravu komponentových systémů na míru specifikovaným požadavkům. Práce se dále soustředí na definici vlastního meta-komponentového systému a rozebírá jeho důležité aspekty, které jsou klíčové pro přípravu nového komponentového systému - (1) konfigurovatelné běhové prostředí a (2) generování kódu. Pro řešení (1) práce přináší modelem řízenou metodu přípravy konfigurovatelného běhového prostředí. V návaznosti na tuto metodu rozebírá generování kódu, definuje a vysvětluje roli interoperability doménově specifických jazyků v tomto procesu. Dále práce rozšiřuje koncept interoperability a definuje rodinu jazyků parametrizovanou obecným programovacím jazykem.
|
|
|
Metodika návrhu synchronizace a obnovy stavu systému odolného proti poruchám
Szurman, Karel ; Fišer, Petr (oponent) ; Racek, Stanislav (oponent) ; Vlček, Karel (oponent) ; Kotásek, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato disertační práce představuje metodiku vytvořenou pro návrh synchronizace a obnovy stavu systému odolného proti poruchám. Metoda synchronizace stavu navržená podle popsané metodiky umožňuje opravit stav paměťových prvků systému, které jsou implementovány v aplikační logické vrstvě číslicového návrhu v FPGA a jejichž hodnoty nelze opravit částečnou dynamickou rekonfigurací. Vytvořená metodika popisuje možné způsoby návrhu metod synchronizace s ohledem na granularitu TMR, závislost funkce systému na předchozích stavech a samotné architektuře číslicového systému. Metodika se blíže zaměřuje na hrubozrnné architektury TMR a problematiku synchronizace stavu v systémech řízených stavovými automaty nebo procesorem. V této práci je využití vytvořené metodiky předvedeno na návrhu metod synchronizace stavu pro systém řadiče sběrnice CAN odolného proti poruchám a zabezpečený systém mikrokontroléru NEO430. Při experimentálním ověření mechanismů opravy a obnovy stavu systému po poruše byla ověřena jak správná funkce systémů, tak jejich spolehlivost v přítomnosti simulovaných poruch typu SEU. V závěru práce jsou diskutovány dosažené experimentální výsledky a přínos práce.
|
|
|
Methodology for Fault Tolerant Systems Design into Limited Implementation Area in FPGA
Mičulka, Lukáš ; Racek, Stanislav (oponent) ; Vlček, Karel (oponent) ; Kotásek, Zdeněk (vedoucí práce)
The work presents a methodology of fault tolerant system design into an FPGA with the ability of the transient fault and the permanent fault mitigation. The transient fault mitigation is done by the partial dynamic reconfiguration. The mitigation of a certain number of permanent faults is based on using a specific fault tolerant architecture occupying less resources than the previosly used one and excluding the faulty part of the FPGA from further use. This inovative technique is based on the precompiled configurations stored in an external memory. To reduce the required space for a partial bitstream the relocation technique is used.
|
host ::
RSS.